عدد رینولدز

توضیحات

هدف این آزمایش مشاهده رژیم‌های جریانی آرام، گذرا (آشفته‌ي متناوب) و آشفته‌ی کامل برای جریان آب درون یک لوله عمودی، و یافتن شرایطی که این رژیم‌ها در آن اتفاق می‌افتند، با به کار گیری تکنیک تزریق رنگ می‌باشد.

در جریان‌های آرام، تمامی خطوط جریان مسیرهای موازی را دنبال می‌کنند. هیچ‌گونه اختلاطی بین لایه‌های برشی سیال اتفاق نمی‌افتد. بنابراین تحت چنین شرایطی انتظار می‌رود، جوهر (آشکارساز) خطی کاملا مشخص در جریان ایجاد کند.

در جریان‌های آشفته، خطوط جریان با یک‌دیگر برهمکنش دارند. این برهمکنش‌ها باعث می‌شود، لایه‌های برشی سیال دچار فروپاشی شده و اختلاط بین آن‌ها صورت پذیرد. تحت این شرایط، انتظار می‌رود که رنگ، به دلیل اختلاط، ناپدید شود و دیگر به شکل خط منفردی درون جریان باقی نماند.

دستگاه آزمایش عدد رینولدز به منظور بررسی و نمایش آزمایش‌های آزبرن (Osborne) رینولدز، و برای جریان عمودی یک مایع از درون لوله‌ی شیشه‌ای دقیقی طراحی شده است. از قابلیت‌های این دستگاه نمایش جریان‌های آرام وآشفته است. جریان آب همراه با جوهر به کمک لوله‌ای شفاف قابل رؤیت شده‌است. عمودی بودن لوله، تأثیر هرگونه اختلاف اندکی بین دانسیته‌های رنگ و سیال محیط را جبران می‌کند.

سیال وارد مخزنی استوانه‌ای با هد ثابت می‌شود و از میان بستری از ذرات عبور کرده تا از هرگونه تغییرات نامطلوب سرعت سیال درون تانک جلوگیری شود. سپس سیال با عبور از دهانه‌ی ایمن ورودی لوله‌ی آزمایش می‌شود. محلول جوهر، از طریق لوله‌ی استیل باریکی به ناحیه آزمایش راه می‌یابد، و دبی جریان جوهر به وسیله‌ی شیر مربوطه کنترل می‌شود.

اهداف آموزشی:

  • مشاهده جریان آرام درون لوله
  • مشاهده جریان در محدوده گذرا
  • مشاهده جریان آشفته درون لوله
  • تعیین عدد رینولدز بحرانی 

اجزای اصلی دستگاه:

  • چارچوب آلومینیومی دستگاه
  • مخزن ذخیره آب به همراه سرریز تأمین‌کننده هد ثابت
  • مخزن جوهر به همراه نازل تزریق
  • لوله‌ی شفاف آزمایش دارای قیف ورودی
  • ظرف مدرج به منظور اندازه‌گیری دبی سیال